viernes, mayo 05, 2006

Nanotecnología: la revolución de lo invisible

La nanotecnología es el desarrollo y producción de artefactos cuya dimensión es de menos de 100 nanómetros (1 nanómetro = 10-9). En el futuro, la nanotecnología podría permitir obtener materiales con enorme precisión en su composición y propiedades. Dichos materiales proporcionarían estructuras con una resistencia sin precedentes. A partir de los mismos se podría también fabricar ordenadores extraordinariamente compactos y potentes. La nanotecnología daría lugar también al empleo de una cirugía a escala celular. Serían por lo tanto muchos los beneficios para la sociedad si fuéramos capaces de manipular la materia y fabricar artefactos con una precisión de unos pocos átomos.

Las piezas fabricadas con un mecanizado “normal” tendrían una precisión de 1 µm (micrómetro), mientras que el mecanizado “de precisión” supondría una precisión de 10 nm y el “ultrapreciso” de hasta 1 nm. Este tipo de nanotecnología se denomina habitualmente “de arriba abajo”. A partir de ella se desarrollan máquinas para el mecanizado ultrapreciso con el fin de obtener materiales más resistentes y con una vida útil mucho más larga. Uno de los campos donde se está aplicando este método es el pulido de los materiales duros como las levas para motores de automóviles. También se aplica en la fabricación de circuitos integrados, donde debe de existir una gran presión para hacer que los transistores individuales sean cada vez más pequeños y estén cada vez más juntos. Cuanto más pequeños sean y más juntos estén, más rápidamente funcionarán y menos energía consumirán.
Un ejemplo de esta miniaturización “casi imposible” lo podríamos encontrar en los chips comerciales Pentium de Intel, los cuales tienen una anchura de línea de unos 300 nm, con aproximadamente 1,5 millones de transistores en cada chip alcanzando velocidades de cálculo de auténtico vértigo.
Las técnicas empleadas actualmente para fabricar esos chips tienen limitaciones que podrían detener la evolución de la tecnología y hacer que dejara de cumplirse la llamada “ley de Moore” (que afirma que cada año se duplica el número de transistores que pueden llevar incorporados los chips). No obstante, los efectos de los avances en los chips de silicio en la economía mundial son enormes, y la presión comercial es tal que es casi inevitable que se desarrollen tecnologías para mantener el impulso. Es muy posible que los métodos que lleven la tecnología de fabricación de chips por debajo de la barrera de los 100 nm correspondan a “nanotecnologías de abajo arriba”. Pero, ¿en qué consiste? En construir un artefacto manipulando materia a escala nanométrica y ensamblando objetos átomo a átomo o molécula a molécula. ¿Cómo? Con robots nanométricos programables para montar cualquier cosa. Estas máquinas estarían hechas con componentes moleculares con lo que sistemas tales como engranajes se montarían a partir de componentes moleculares que girarían y se entrelazarían.
Se han sugerido múltiples aplicaciones para estas “nanomáquinas”, que incluso podrían introducirse en el cuerpo humano para detectar y reparar daños en las células.


Nanorobots reparando células humanas


Algunos químicos ya han conseguido montar minúsculas lanzaderas moleculares en las que una molécula de poliéter cíclico puede detectarse mediante resonancia magnética nuclear (RMN) al oscilar de un punto estable a otro. En la actualidad pueden llenarse microtúbulos de carbono con líquidos portadores de metales y posteriormente eliminar los túbulos, dejando cables conductores de unos pocos nanómetros de espesor. Una combinación de algunas de estas herramientas y de otras aún no inventadas podrá hacer posible la fabricación de máquinas a escala molecular, aunque seguramente harán falta décadas para lograrlo.

Una segunda área de nanotecnología de abajo arriba es la fabricación de materiales de nanofase. Algunos ejemplos son cerámicas de óxido, como el dióxido de titanio o titania, en la que los granos que forman el cuerpo se hacen muy finos. El campo de los materiales de nanofase está ampliándose para incluir el estudio de las propiedades electrónicas y ópticas de los polvos ultrafinos. Las posibles aplicaciones van desde cosméticos (cremas de protección solar, etc.) hasta recubrimientos para tubos de imagen de televisores.

Al igual que el planteamiento “de arriba abajo”, el enfoque de la nanotecnología “de abajo arriba” tiene un enorme potencial, especialmente en el desarrollo de nuevos materiales.

1 Comments:

At 1:11 p. m., Blogger Alexandre said...

Tu post es muy interesante.
Personalmente pienso que la tecnología de "abajo hacia arriba" tendrá repercuciones mucho más importantes que la tecnología "arriba abajo": estoy seguro que consituirá el futuro de las nanotecnología.
Saludo.
Alex.

 

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